By Kenna Hughes-Castleberry gönderildi 01 Aralık 2022
Kanserli tümörleri saptamak ve izlemek için kullanılan mevcut teknoloji sınırlıdır. MRG (Manyetik Rezonans Görüntüleme) genellikle farklı kanser türlerini taramak için kullanılır, ancak her zaman her şeyi yakalamaz. Göre bir makale, meme kanseri MRG yorumlarının yaklaşık %58'i en az bir potansiyel tümörü gözden kaçırabilir. Tüm taramalar tümörleri aramasa da, hala yeterince belirsizliğe ve yanlış yorumlamaya neden olan taramalar, hastaların endişelenmesine neden olabilir. Bu sorunu çözmek için Münih Teknik Üniversitesi'ndeki araştırmacılar (TUM) hiperpolarizasyon adı verilen özel bir kuantum sürecini kullanarak MRI görüntülemesini iyileştirmek için çalışıyorlar.
Hiperpolarizasyon nedir?
Kuantum ölçeğinde, birçok atom ve molekülün kendine özgü özellikleri vardır. dönüşler, yani çekirdekleri veya elektronları belirli bir şekilde hareket edebilir. Bir manyetik alan kullanarak, bir MRI makinesi, bir görüntü oluşturmak için bu moleküllerin dönüşlerini toplayabilir. Bilim adamları bu dönüşlerin yönünü şu yollarla kontrol edebilir: kutuplaşma, bir manyetik veya bazen bir elektrik alanın atomları belirli bir şekilde dönmeye zorladığı yer. Hiperpolarizasyonda, atomlar aşırı bir yönde, normal bir miktarın çok ötesinde dönerler. Tüm dönüşler tek bir yönde hizalanırsa, MRI atomları daha da güçlü bir sinyalle algılayarak daha fazla doğruluk ve daha iyi çözünürlük sağlar.
Tümörleri İzleme
Aslında tüm dönüşleri hizalama ve bir molekülü içine alma süreci hiperpolarizasyon zor olabilir Süreci kolaylaştırmak için araştırmacılar, MRI makinesi için daha güçlü bir sinyal oluşturmaya çalışmak için parahidrojen adı verilen özel bir manyetik hidrojen durumu kullandılar. profesöre göre Franz Schilling Münih Teknik Üniversitesi'nden: "parahidrojen, hidrojenin özel bir dönüş halidir ve hidrojenin diğer dönüş hali olan ortohidrojenden daha düşük bir enerji halindedir." Özel dönüş durumu nedeniyle parahidrojen, sıvı nitrojen kullanılarak çok düşük sıcaklıklarda üretilir.
Bununla birlikte, parahidrojen, kuantum dinamiği nedeniyle bir MRI makinesi tarafından ölçülemez. Bununla birlikte, diğer moleküllerin hiperpolarizasyonuna neden olarak, duyarlılık MRI taramasından. Araştırmacılar, parahidrojen kullanarak, tümörlerin ürettiği metabolik bir ürün olan piruvatı hiperpolarize edebildiler. Araştırmacılar, MRI taramasında piruvatın nerede olduğunu takip ederek kanserli tümörlerin yerini tahmin edebildiler. Parahidrojen ve stimülasyonu radyo dalgalarıyla birleştiren araştırmacılar, MRI taramasında daha güçlü bir sinyal görerek piruvattaki bir karbon atomunu hiperpolarize edebildiler.
Kanserli Tümörler İçin Bir Teknik
Sonuçlar, kanserli tümör taramaları için daha etkili bir yöntem önerdiğinden, araştırmacılar bu yöntemin gelecekte kullanılacağından umutlu. "Klinik bir parahidrojen polarizörü, metabolik görüntülemeye izin vermek için nükleer dönüş sinyalini geliştirmek için potansiyel olarak güvenli, sağlam ve yaygın olarak uygulanabilir bir teknik sunar." Dr Schilling katma. "Metabolik görüntüleme, kanserde tedaviye erken yanıtın değerlendirilmesini ve malignite öncesi kanserli lezyonların erken saptanmasını vaat ediyor." Bu sonuçlarla, bir araştırma ekibi hiperpolarizörün bir prototipini oluşturmak için çalışıyor ve bu da daha fazla hayat kurtarabilecek daha etkili taramaların önünü açmaya yardımcı oluyor.
Kenna Hughes-Castleberry, Inside Quantum Technology'de ve JILA'da (Colorado Boulder Üniversitesi ile NIST arasındaki bir ortaklık) Bilim İletişimcisi'nde personel yazarıdır. Yazı ritimleri derin teknoloji, metaverse ve kuantum teknolojisini içerir.
